基于共同规范的油船结构强度直接计算研究

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IACS CSR(共同结构规范)油船规范的生效,使得于2006年4月1日及以后签订建造合同的,且船长150m及以上的散装货油的双壳油船必须满足CSR要求,所有的船型需要按照CSR的要求进行船型的改造、升级。这是IACS有史以来在全球范围内第一次统一船舶建造标准。而且共同规范的实施,结束了世界各大船级社在规范条款上各自为政的局面,意味着整个造船技术标准将更新换代。同时与各船级社的原规范相比较,为了满足航运业对更高质量船舶的要求,并达到保证海上安全,防止污染,保护海洋环境的目的,共同规范的安全标准要更加严格。船体结构强度是研究船体结构安全性的科学。随着近几年国内外设计计算方法的迅猛发展,有限元方法在船体结构计算中已得到十分广泛的应用。不但可以分析计算结构形式较为简单的船体横向结构强度,而且已经可以采用建立整船结构有限元模型,用整船结构有限元分析的方法来解决船体结构的总纵强度问题。可以看出这种方法把船舶结构力学、有限元方法和计算机技术有机地结合起来,业已成为现代船舶结构设计验证技术中的有力手段。它不仅仅可以解决垂向弯矩作用下的船体强度问题,而且还可以解决由于水平弯矩作用下和斜浪引起的扭矩的强度问题。本文通过以一条典型油船为例,同时以CCS“油船结构强度直接计算分析指南”和CSR规范为计算依据,通过全面研究JTP规范的编写理念及其所采用的计算方法、过程和基本假定,利用MSC/Patran、MSC/Nastran软件对船舶舱段有限元模型进行应力分析,并对计算结果进行研究和探讨。在船舶结构强度直接计算中,不同的有限元模型范围、不同的建模尺寸、不同的载荷计算原理、不同的边界条件处理方法、不同的载荷工况组合方式,对计算得到的结果都有很大的影响,而且导致所需要校核的应力成分及强度标准都不相同。在经过分析验证后:JTP规范相较于CCS计算指南,它的强度直接计算相关规定要更加全面、详细和严格,所计算的结果更具有安全可靠性,但仍需进一步完善。
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